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    來源：機(jī)電商報(bào)

    節(jié)能增效，是當(dāng)前自動化各領(lǐng)域關(guān)注的重要方向。到今天，自動化節(jié)能已經(jīng)從概念推廣進(jìn)化到應(yīng)用市場拓展的階段，從針對電機(jī)節(jié)能的變頻器產(chǎn)品，到著眼于廠級、廠際能效管理的大型節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)，可以為各行業(yè)的用戶帶來不同的節(jié)能效果。與此同時，新技術(shù)也在不停滲入這一領(lǐng)域。

    隨著中國自動化應(yīng)用環(huán)境的不斷改善，新的節(jié)能技術(shù)在不斷地被引入中國，例如源于歐洲汽車制造業(yè)的PROFIenergy技術(shù)，就巧妙地將節(jié)能的理念培植于現(xiàn)場總線技術(shù)之上，借助于PROFIBUS&PROFINET應(yīng)用的普及性，使總線技術(shù)成為了節(jié)能管理“聯(lián)姻”的新對象。

    PROFIenergy是指PROFINET用戶組織定義的一個與制造商無關(guān)的行規(guī)，這一行規(guī)提供了靈活的、智能的、在短期內(nèi)關(guān)閉一個耗能組件或整個生產(chǎn)單元的方法。與傳統(tǒng)的方法相比，PROFIenergy行規(guī)通過網(wǎng)絡(luò)途徑來協(xié)調(diào)耗電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并采集相關(guān)的能量數(shù)據(jù)，為企業(yè)的靈活節(jié)能帶來了新的選擇。

    利用工業(yè)間歇 實(shí)現(xiàn)靈活節(jié)能

    無論是自動化設(shè)備制造商，還是機(jī)械設(shè)備制造商及用戶，都可以根據(jù)自身的情況參與到PROFIenergy的應(yīng)用中。對于自動化設(shè)備制造商，可以從產(chǎn)品的接口做起；而機(jī)械設(shè)備制造商和生產(chǎn)設(shè)備的用戶，則可以將PROFIenergy融入生產(chǎn)實(shí)踐中的各種方案。

    其實(shí)，PROFIenergy節(jié)能的中心任務(wù)和原理，就是在間歇時間里關(guān)閉所有不需要的耗電器。而在實(shí)際應(yīng)用中，隨著工業(yè)場合的不同，間歇的狀態(tài)和原因也多種多樣。為了適應(yīng)間歇的多樣性，PROFIenergy定義了多種應(yīng)用模式。

    首先，是短暫暫停期間關(guān)閉耗能設(shè)備的模式。短期暫停的時間范圍從幾分鐘到一個小時，最常見的例子比如午間休息。在短期暫停時可以僅關(guān)掉耗能設(shè)備的一部分。通過設(shè)定，在節(jié)能的同時并不會影響車間的可用性，如果用戶要求暫停結(jié)束時具備完全生產(chǎn)能力，就可以無延遲地實(shí)現(xiàn)。其次是長期暫停期間關(guān)閉耗能設(shè)備的模式。這類暫停最常見的情況是夜間及周末，因?yàn)檫@種暫停時間相對長得多，便有更多的耗能裝置可切換到節(jié)能模式，甚至可以將整個車間區(qū)域置于節(jié)能模式，這類暫停期間實(shí)現(xiàn)的節(jié)能量也最大。
   
    還有一種不時發(fā)生的情況，屬于非計(jì)劃的暫停期間關(guān)閉耗能設(shè)備，這種情況的特點(diǎn)就是非預(yù)期性，其中斷時刻與長度不可預(yù)知。例如，當(dāng)材料流暫時中止時就會發(fā)生這樣的暫停。在這種情況下，即使車間單元中存在復(fù)雜依存的耗能部件，使用PROFIenergy也能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)調(diào)處理，所以在這種非計(jì)劃的情況下也可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

    而為了實(shí)現(xiàn)用戶對能源需求的測量與可視化，PROFIenergy也能夠提供信息方面的支持。PROFIenergy允許以統(tǒng)一格式從設(shè)備讀取、記錄電能等能耗數(shù)據(jù)，并以人機(jī)界面等設(shè)備媒介對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，以備進(jìn)一步處理。PROFIenergy的這些功能通過提供運(yùn)行期間的負(fù)載及管理數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步的節(jié)能和節(jié)約成本提供基礎(chǔ)。

    基于PROFINET機(jī)制 應(yīng)用簡便可靠

    PROFIenergy接口以可靠的PROFINET機(jī)制為基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)可謂既清楚又簡單，便于在自動化設(shè)備中得到迅速實(shí)現(xiàn)。而其對現(xiàn)有程序兼容的擴(kuò)展性和可靠性，則是獲得用戶高度認(rèn)同的根本保證。

    例如，生產(chǎn)設(shè)備的操作者最清楚對設(shè)備運(yùn)行的需求情況，同時也最了解生產(chǎn)設(shè)備的負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀況以及計(jì)劃內(nèi)安排的停機(jī)時間。他可以非常恰當(dāng)?shù)貐f(xié)調(diào)各個設(shè)備的關(guān)閉與重啟。而機(jī)器制造商則掌握了切削、粘接或焊接等相關(guān)生產(chǎn)工藝，可以妥善設(shè)定如何在間歇過程中最佳地利用可使用的時間，而避免出現(xiàn)工藝邏輯上的沖突。這樣，操作者不需要掌握下端技術(shù)與工藝，只需要掌握自己熟悉的現(xiàn)場生產(chǎn)狀況和時間計(jì)劃，就可以從容地協(xié)調(diào)節(jié)能。

    注重開放性集成 降低節(jié)能成本

    PROFIenergy使用現(xiàn)有的PROFINET機(jī)制，保證了快速、簡單地實(shí)現(xiàn)節(jié)能。PROFIenergy命令通過PROFINET網(wǎng)絡(luò)傳輸，使得單個現(xiàn)場設(shè)備或整個現(xiàn)場單元能夠靈活地參與智能能源管理策略。而眾多現(xiàn)場設(shè)備無論支持還是不支持PROFIenergy功能，都可以工作在同一個PROFINET線纜上，所以將其集成到現(xiàn)有系統(tǒng)中并不復(fù)雜。

    在大多數(shù)情況下，靠用戶手動關(guān)閉不需要的能耗設(shè)備比較復(fù)雜和繁瑣。而一些自動化方案要求在控制柜中有附加的硬件、額外的空間和分散的布線。而PROFIenergy則是將切換功能集成到設(shè)備內(nèi)，使所有的命令在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)上傳播。對用戶來說，這種簡便且節(jié)省的方式無疑是節(jié)能的良好選擇。

    點(diǎn)評
   
    目前PROFIenergy既有的應(yīng)用主要集中于汽車行業(yè)與制造業(yè)。但從各行業(yè)節(jié)能的大趨勢和PROFINET已具有的較廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)來看，這一技術(shù)還具有在其他各類行業(yè)拓展的廣泛空間。

    PROFIenergy的節(jié)能主要通過“間歇時間關(guān)閉耗能設(shè)備”來實(shí)現(xiàn)，各行業(yè)具有不同的生產(chǎn)工藝、周期特點(diǎn)，其間歇的情況也就各不相同。而PROFIenergy對于多種間歇期的靈活定義，無疑滿足了其在多行業(yè)拓展所需的適應(yīng)性。
   
    點(diǎn)評

    舉一個很典型的例子，某生產(chǎn)線在短間歇中可以通過關(guān)閉一個粘接機(jī)械手實(shí)現(xiàn)節(jié)能，而在長間歇中情況相對復(fù)雜，還必須考慮粘接劑會不會硬化等問題，在間歇結(jié)束時也要重新確認(rèn)粘接質(zhì)量，確保不會生產(chǎn)出廢品。這些復(fù)雜的關(guān)系由設(shè)備自行處理，解放了用戶由于要達(dá)到節(jié)能效果而不得不承擔(dān)的復(fù)雜操作，使PROFIenergy具備了可靠性和易用性的優(yōu)勢。

    點(diǎn)評

    當(dāng)前，節(jié)能成為廣大企業(yè)面臨的非常現(xiàn)實(shí)的問題。在考慮節(jié)能方案時，企業(yè)并不僅僅要考慮到節(jié)能量，還需要考慮到實(shí)施成本、相關(guān)技術(shù)方案的兼容性和可擴(kuò)展性，以及操作實(shí)施的簡便性，這些因素都是企業(yè)選擇及實(shí)施節(jié)能方案的關(guān)注點(diǎn)。

    而基于PROFINET機(jī)制的特點(diǎn)，使PROFIenergy在成本方面占據(jù)了比較大的優(yōu)勢，一方面，用戶無需為支持PROFIenergy的設(shè)備單獨(dú)配備一條線纜，而只是在原有的PROFINET系統(tǒng)中“錦上添花”，相當(dāng)于對PROFINET總線進(jìn)行更充分的利用，這無疑將在成本層面上贏得用戶好感。

    鏈接：PROFIenergy應(yīng)用實(shí)例

    簡易的生產(chǎn)設(shè)備主要由一個上位控制器組成，它控制著一個下位傳送帶和一個機(jī)械手。在傳送器和機(jī)器手之間存在著一種技術(shù)依賴關(guān)系，這是由工藝過程所決定的；傳送帶必須在機(jī)械手之后的2分鐘關(guān)閉，又必須在機(jī)械手之前2分鐘啟動。

      PROFIenergy為傳送帶和機(jī)械手提供時間信息。傳送帶的關(guān)閉時間為1分鐘，接通時間同樣為1分鐘。其次，設(shè)備在重新啟動之前必須至少關(guān)閉2分鐘。因此，最短間歇時間為4分鐘。（見下圖）

    這個簡單的例子表明，在了解了生產(chǎn)設(shè)備中的技術(shù)相互依賴關(guān)系并掌握了設(shè)備特定的知識之后，即使最復(fù)雜的依賴關(guān)系也能夠使用PROFIenergy來進(jìn)行協(xié)調(diào)和編程。因此，用戶可以將其設(shè)備按照作業(yè)特點(diǎn)減速運(yùn)轉(zhuǎn)和停車，并在間歇結(jié)束后安全而可靠地重新啟動。

                   
                                                        profienergy——現(xiàn)場總線技術(shù)